CN108330293A - 一种专用于电机铜转子的炼铜方法 - Google Patents

Abstract

一种专用于电机铜转子的炼铜方法，属于金属冶金技术领域。本发明通过将紫铜板粉碎成铜粉末后进行熔炼，缩短了铜熔炼的时间，降低了熔炼铜所需的能耗，节约能源；通过将铜粉末进行预热处理，在熔炼中途增加铜粉末时，可防止出现因铜粉末瞬间遇到高温而发生气爆现象，有效保护了操作人员的人身安全；在熔炼的过程中，通过机械手或硅碳棒进行搅拌，使铜粉末均匀受热。在熔炼结束后，铜水的顶层为氧化物层，铜水的底层为杂质层，铜水的中层为纯净的铜水，通过将中层的铜水引出，并在40秒内进行压铸，提高了铜熔液的纯度，提高了电机铜转子产品的合格率，得到电机铜转子表面完整，其端部无开裂断层现象。

Description

一种专用于电机铜转子的炼铜方法

技术领域

本发明属于金属冶金技术领域，具体是涉及一种专用于电机铜转子的炼铜方法。

背景技术

目前，采用压铸的方式生产铜转子已是一种趋势。但是在压铸过程中，要求铜浇铸温度较高，铜熔液会产生氧化，氧化越多浇铸流动性越差，从而导致铜转子出现许多气孔或短路，达不到电机转子的工作要求和标准。

目前，防止铜熔液氧化的方法为：(1)在熔液中加入磷铜合金或锌、铅等脱氧剂；(2)在熔液中加入炭黑、焦炭、石墨粉等以碳为主要成分的物质，也可以作为覆盖剂材料。上述方法能够达到一定的脱氧效果，但在熔炼过程中仍然会存在以下问题：(1)加入磷铜等脱氧剂后，会严重影响铜转子的导电率；(2)脱氧剂产物及覆盖剂的残渣难以扒除，对铜熔液的纯度有影响，导致铸件质量下降。

专利号为200710066134.3的发明专利公开了一种熔炼铜或高含铜合金原料的方法，将纯铜或高含铜合金原料加工成铜杆，铜杆预热去除水分后，装炉熔炼，为防止铜料氧化，在熔炼过程中，充入N₂与H₂、CO、C₂H₂的混合气体。该技术方案能有效防止纯铜及铜合金在熔炼过程中的氧化，但存在其不足之处：1、铜杆装炉熔炼时，需先将中频炉加热功率升到20KW，至铜杆变红后再升为40KW熔炼，铜杆需进行预热处理，整个过程耗时耗能，增加了企业的生产成本；2、铜熔液中存在的杂质无法及时清理出去，将该铜熔液进行压铸，其存在的杂质会导致铜转子的端部出现开裂现象，且铜转子的填充率较低，电机在运行时产生噪音。基于此，本发明是在此专利基础上进行的改进，本发明所得到的铜转子表面完整，其端部无开裂断层现象，填充率高。

发明内容

本发明主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种专用于电机铜转子的炼铜方法，提高铜熔液的纯度，同时在熔炼过程中降低能耗。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种专用于电机铜转子的炼铜方法，其方法为：

步骤(1)，以3毫米厚的紫铜板为原材料，将紫铜板通过金属粉碎机进行粉碎，粉碎成50目-100目的铜粉末；

步骤(2)，将铜粉末放置在120℃-150℃的工业烘干箱内进行烘干，去除铜粉末上沾有的湿气；

步骤(3)，将铜粉末放置在工业电炉内的坩埚中，坩埚温度控制在1240℃-1280℃，对铜粉末进行熔炼，在熔炼的过程中，采用机械手或硅碳棒进行搅拌；

步骤(4)，当铜粉末全部熔化且温度在1100℃-1120℃时熔炼结束，引出位于中层的铜水，并在40秒内完成压铸，得到的电机铜转子表面完整，其端部无开裂断层现象，填充率控制在95.5％-98.3％。

本发明具有的有益效果：本发明通过将紫铜板粉碎成铜粉末后进行熔炼，缩短了铜熔炼的时间，降低了熔炼铜所需的能耗，节约能源；通过将铜粉末进行预热处理，在熔炼中途增加铜粉末时，可防止出现因铜粉末瞬间遇到高温而发生气爆现象，有效保护了操作人员的人身安全；在熔炼的过程中，通过机械手或硅碳棒进行搅拌，使铜粉末均匀受热。在熔炼结束后，铜水的顶层为氧化物层，铜水的底层为杂质层，铜水的中层为纯净的铜水，通过将中层的铜水引出，并在40秒内进行压铸，提高了铜熔液的纯度，提高了电机铜转子产品的合格率，得到电机铜转子表面完整，其端部无开裂断层现象，填充率大于等于95.5％，能效等级达到IE4等级。

具体实施方式

下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

根据客户提供的图纸要求生产某款电机铜转子，经电机铜转子的尺寸计算，所需的理论铜含量为6580.89g。现采用实施例和对比例两种方法进行熔铜，熔铜后进行压铸，对所得到的不同的电机铜转子进行性能测试，具体如下：

实施例：步骤(1)，将厚度为3毫米的紫铜板通过金属粉碎机进行粉碎，粉碎成70目的铜粉末；步骤(2)，将铜粉末放置在150℃的工业烘干箱内进行烘干，去除铜粉末上沾有的湿气；步骤(3)，将铜粉末放置在工业电炉内的坩埚中，坩埚温度控制在1260℃，对铜粉末进行熔炼，在熔炼的过程中，采用机械手或硅碳棒进行搅拌；步骤(4)，当铜粉末全部熔化且温度在1110℃时熔炼结束，引出位于中层的铜水，并在40秒内完成压铸，其得到的电机铜转子的性能见表1。

对比例：采用与实施例相同铜含量的铜杆，区别是采用专利号为200710066134.3的发明专利的熔炼方法，其得到的电机铜转子的性能见表1。

表1不同制备方法得到电机铜转子的性能对比：

表1中，填充率＝铜含量/理论铜含量x100％。从表1中可知，生产相同的电机铜转子，对比例中所需的铜含量远小于理论铜含量，相应的填充率的数值偏低，实施例中所需的铜含量略低于理论铜含量，相应的填充率的数值较高，填充率的数值越高，代表电机铜转子的质量越高，所组装的电机性能越好，电机的噪音更小。对比例中的铜含量数值偏低，其原因为，在瞬间压铸中，不能及时释放因热膨胀而产生的气体体积和杂质，导致铜熔液密度变小，导致实际填充量过低。同时，采用对比例生产电机铜转子，因需要对铜杆进行预热处理，大大增加了熔炼时间，整个过程耗时耗能，而且所得到的电机铜转子的合格率较低，部分电机铜转子出现了端部开裂现象或模具粘铜现象，这是由于铜熔液压铸温度过高、熔熔液中含有杂质，导致铜熔液粘在模具上，脱模困难。实施例采用将中层的铜水引出，并在40秒内进行压铸，间接的降低了铜熔液的温度，提高了铜熔液的纯度，提高了电机铜转子产品的合格率，得到电机铜转子表面完整，其端部无开裂断层现象。

本发明通过将紫铜板粉碎成铜粉末后进行熔炼，缩短了铜熔炼的时间，降低了熔炼铜所需的能耗，节约能源；通过将铜粉末进行预热处理，在熔炼中途增加铜粉末时，可防止出现因铜粉末瞬间遇到高温而发生气爆现象，有效保护了操作人员的人身安全；在熔炼的过程中，通过机械手或硅碳棒进行搅拌，使铜粉末均匀受热。在熔炼结束后，铜水的顶层为氧化物层，铜水的底层为杂质层，铜水的中层为纯净的铜水，通过将中层的铜水引出，并在40秒内进行压铸，提高了铜熔液的纯度，提高了电机铜转子产品的合格率，得到电机铜转子表面完整，其端部无开裂断层现象，填充率大于等于95.5％，能效等级达到IE4等级。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种专用于电机铜转子的炼铜方法，其特征在于所述的方法包括：

步骤(1)，以3毫米厚的紫铜板为原材料，将紫铜板通过金属粉碎机进行粉碎，粉碎成50目-100目的铜粉末；

步骤(2)，将铜粉末放置在120℃-150℃的工业烘干箱内进行烘干，去除铜粉末上沾有的湿气；

步骤(3)，将铜粉末放置在工业电炉内的坩埚中，坩埚温度控制在1240℃-1280℃，对铜粉末进行熔炼，在熔炼的过程中，采用机械手或硅碳棒进行搅拌；

步骤(4)，当铜粉末全部熔化且温度在1100℃-1120℃时熔炼结束，引出位于中层的铜水，并在40秒内完成压铸，得到的电机铜转子表面完整，其端部无开裂断层现象，填充率控制在95.5％-98.3％。